JPH0613258B2 - 車輌用自動変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、歯車式変速機を用いて構成される車輌用自動
変速装置に関するものである。

（従来の技術） 歯車式変速機にアクチェータを付設し、車輌の運転条件
に応じた最適なギヤ位置を所定の演算マップを参照して
計算し、この計算結果に従ってアクチェータを駆動し、
これにより歯車式変速機の操作をその時々の運転状態に
応じて自動的に行なうことができるようにした自動変速
装置が種々提案されている。この種の自動変速装置で
は、通常、その変速点は車速とアクセル操作量とによっ
て定められる構成となっており、したがって、若し車速
センサが故障してその時々の車速に関するデータが得ら
れないような事態が発生すると、自動変速操作が不可能
となってしまう。

自動変速装置においてこのような不具合が生じるのを防
止し、装置の信頼性を向上させるため、歯車式変速機の
カウンタシャフトに回転センサを取り付け、車速センサ
が故障した場合には回転センサからの信号によってその
バックアップを行なうようにした構成が公知である。
（特開昭６０−１１７５３号公報参照）。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、この提案された従来の構成では、回転センサか
らの出力により車速センサ故障時のバックアップを行な
うためには、歯車式変速機のギヤ位置がニュートラル位
置以外のギヤ位置になっていなければならず、したがっ
て、セレクタがニュートラル位置にある場合には所要の
バックアップ動作を期待することができないという不具
合を有している。

本発明の目的は、セレクタの操作位置に関係なく、カウ
ンタシャフトに設けた回転センサによって車速センサが
故障した場合のバッファアップを行なうことができるよ
うにした車輌用自動変速装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するための本発明の特徴は、歯車式変速
機と、セレクタと、上記歯車式変速機の操作を行なうた
めのアクチェータと、上記歯車式変速機の設けられてい
る車輌の速度を示す車速信号を出力する車速センサと、
上記歯車式変速機のカウンタシャフトの回転速度を示す
回転信号を出力する回転センサとを有し、上記車速信号
と上記セレクタの操作とに少なくとも応答して前記歯車
式変速機のギヤ位置が所要の位置に位置決めされるよう
上記アクチェータを制御すると共に上記車速センサに不
具合が生じた場合には上記回転信号によってその制御の
バックアップを行なうようにした車輌用自動変速装置に
おいて、上記回転センサからの出力により変速制御のバ
ックアップが行なわれているか否かを示す検出信号を出
力する手段と、該検出信号に応答し該検出信号によって
上記回転センサからの出力によるバックアップが行なわ
れていることが示されている場合に上記歯車式変速機が
ニュートラル位置に変速されるのを防止する手段とを備
えている点にある。

（作用） 速度センサが正常に動作していれば、歯車式変速機のギ
ヤは、少なくとも車速信号とセレクタの操作位置とに応
答して定められる所要のギヤ位置にシフトされるようア
クチェータによって制御される。速度センサに何等かの
障害が発生すると、回転センサからの出力である回転信
号が車速信号に代えてバックアップ用として用いられ、
変速制御に故障を来たすことがない。この場合、歯車式
変速機のギヤをニュートラル位置に入れる制御は禁止さ
れるので、回転信号を用いたバックアップが不可能にな
ることはない。

（実施例） 以下、図示の実施例により本発明を詳細に説明する。

図面には、本発明による自動変速装置を備えた内燃機関
車輌装置のブロック図が示されている。内燃機関車輌装
置１は、車輌（図示せず）の車輪駆動部２を駆動するた
めの内燃機関３を備えており、内燃機関３の出力軸４か
らの回転出力は、摩擦式クラッチ５を具えて成る自動ク
ラッチ装置６及び歯車式変速機７を介して車輪駆動部２
に伝達される構成となっている。

自動クラッチ装置６は、駆動板５ａと受動板５ｂとを具
えリリースレバー５ｃの操作により受動板５ｂの位置を
調節しこれによりその接続、切離しが行なわれるように
構成された公知の摩擦式クラッチ５の接続状態を、外部
からの電気信号に応答して制御しうるように構成したも
のであり、リリースレバー５ｃの操作を行なうためのク
ラッチアクチェータ８と、受動板５ｂの実際位置（以
下、実クラッチ位置と言う）を検出するためのクラッチ
位置センサ９とを有している。クラッチ位置センサ９か
ら出力される実クラッチ位置を示す第１位置信号Ｐｃ
は、受動板５ｂの目標位置（以下、目標クラッチ位置と
言う）を示す第１目標信号Ｓｃが後述する変速制御ユニ
ット１３から入力されているクラッチ制御ユニット１０
に入力されている。クラッチ制御ユニット１０は、第１
位置信号Ｐｃ及び第１目標信号Ｓｃに応答し、実クラッ
チ位置がその時第１目標信号Ｓｃによって示される目標
クラッチ位置に位置決めされるようにクラッチアクチェ
ータ８を駆動するための第１駆動信号Ｄｃを出力し、こ
れにより、摩擦式クラッチ５は外部から与えられる第１
目標信号Ｓｃにより示される目標クラッチ位置状態に制
御される。

歯車式変速機７のギヤシフト位置を車輌のその時々の運
転状態に見合った最適な位置へ自動的にシフトすること
ができるようにするため、歯車式変速機７の操作を行な
うための変速機アクチェータ１１と、歯車式変速機７の
その時々の実ギヤシフト位置を検出しそれを示す第２位
置信号Ｐｇを出力するギヤ位置センサ１２と、変速機ア
クチェータ１１に第２駆動信号ＧＤを出力する変速制御
ユニット１３と、最適ギヤ位置演算部１４とが設けられ
ており、これらを含んで以下に詳細に述べる自動変速シ
ステムがその他の要素と協働して構成される。

最適ギヤ位置演算部１４は、内燃機関車輌装置１のその
時々の運転条件に従う最適ギヤ位置を演算するためのも
のであり、アクセルセンサ１６によって演算されるアク
セルペダル１５の操作量を示すアクセル信号Ａ、第２位
置信号Ｐｇ、車輪駆動部２に連結された車速センサ１７
から出力されその時々の車輌の速度を示す車速信号Ｖ及
びセレクタ１８のセレクトレバー１８ａの操作位置を示
すセレクタ信号ＳＥが最適ギヤ位置演算部１４に入力さ
れる。なお、車速信号Ｖは、後述するようにして切換制
御されるスイッチ１９を介して最適ギヤ位置演算部１４
に入力されている。

セレクタ１８のセレクトバー１８ａはスイッチ２０に連
結されており、セレクトレバー１８ａの操作に応じてそ
の可動子２０ａが移動する構成となっている。スイッチ
２０は、セレクタ１８に設けられている各レンジＲ、
Ｎ、Ｄ、４、３、及び２に対応する６組の固定接点２１
ａ−２１ｂ、２２ａ−２２ｂ、２３ａ−２３ｂ、２４ａ
−２４ｂ、２５ａ−２５ｂ、２６ａ−２６ｂを有してお
り、セレクトレバー１８ａの操作位置に応じた組の固定
接点が可動子２０ａによって接続される構成となってい
る。固定接点２１ａ、２３ａ、２４ａ、２５ａ及び２６
ａはアースされ、固定接点２２ａは常閉のオン／オフス
イッチ２７を介してアースされている。反対側の各固定
接点２１ｂ、２２ｂ、２３ｂ、２４ｂ、２５ｂ及び２６
ｂはセレクタ位置検出部２８に接続されており、セレク
タ位置検出部２８に接続されているこれらの固定接点の
うちのいずれの固定接点がアース電位となったかによっ
てセレクトレバー１８ａがＲ、Ｎ、４、３、２のいずれ
の位置に位置決めされたかを検出することができる。セ
レクトレバー１８ａがニュートラル（Ｎ）位置に位置決
めされた場合には、可動子２０ａが固定接点２２ａと２
２ｂとを接続するが、オン／オフスイッチ２７がもし開
いていると、セレクトレバー１８ａがニュートラル
（Ｎ）位置になっても、固定接点２２ｂがアースレベル
となることはなく、セレクタ位置検出部２８からはセレ
クタ１８がニュートラル位置となったことを示す信号が
出力されることがない。

最適ギヤ位置演算部１４は信号Ａ、Ｐｇ、Ｖ及びＳＥに
応答してその時の最適ギヤ位置を例えばマップ演算によ
り演算し、その最適ギヤ位置を示す目標ギヤ位置信号Ｔ
Ｇが出力される。

目標ギヤ位置ＴＧは、第２位置信号Ｐｇ、車速信号Ｖ、
及び回転センサ３０からの回転信号ＲＳが入力されてい
る変速制御ユニット１３に入力されている。回転センサ
３０は、歯車式変速機７のカウンタシャフト（図示せ
ず）の回転速度を検出するため歯車式変速機７内に設け
られており、カウンタシャフトのその時々の回転速度を
示す回転信号ＲＳが出力される。変速制御ユニット１３
は、目標ギヤ位置信号ＴＧによって示される目標ギヤ位
置と第２位置信号Ｐｇによって示される実ギヤ位置とが
一致しているか否かを判断し、もし両者が一致していな
い場合には、歯車式変速機７のギヤ位置を所要の目標ギ
ヤ位置とするために必要なクラッチ操作、機関速度制御
操作、ギヤシフト操作を行なわせるための第１目標信号
Ｓｃ、目標速度信号ＴＮ及び第２駆動信号ＧＤが出力さ
れる。ギヤチェンジ操作は、先ず第１目標信号Ｓｃに応
答して自動クラッチ装置６の摩擦式クラッチ５をオフ状
態とする。この時、速度センサ３２から出力されその時
々の機関速度を示す速度信号Ｎに応答する機関制御ユニ
ット３１が、目標速度信号ＴＮに応答して内燃機関３の
速度を例えばアイドル回転速度に維持し、この状態にお
いて、変速機アクチェータ１１が第２駆動信号ＧＤに応
答して所要のギヤ位置へギヤのシフトが行なわれる。し
かるのち、第１目標信号Ｓｃに応答して自動クラッチ装
置６が作動し、摩擦式クラッチ５の接続が行なわれると
同時に、その時のカウンタシャフトの回転速度に応じた
速度に内燃機関３の速度が制御され、これによりギヤシ
フト操作が、自動的に、円滑に行なわれる。このような
一連のギヤチェンジのための制御及び車輌の発進制御
を、変速機制御ユニット１３に入力されている信号を参
照し、マイクロコンピュータに所定の制御プログラムを
実行させることにより、機関速度、摩擦式クラッチ５の
オン、オフ、及び歯車式変速機７の操作を自動的に所定
の順序で行なうことによって自動化した装置は公知であ
るので、変速制御ユニット１３の詳細な構成については
その説明を省略する。

なお、機関制御ユニット３１は、変速制御中以外はアク
セル信号Ａにも応答し、アクセルペダル１５を踏み込ん
だ場合には、アクセル信号Ａに応じた機関速度が得られ
るように内燃機関３の図示しない速度調節部材を調節す
る機能も有している。

内燃機関車輌装置１は、車速センサ１７に何等かの障害
が生じた場合にそれをバックアップすることができるよ
うにするため、スイッチ１９及び回転センサ３０を含ん
で成るバックアップシステムＢＳを備えている。バック
アップシステムＢＳは、回転信号ＲＳと車速信号Ｖとに
応答し車速センサ１７が故障したか否かを検出する故障
検出部４１と、回転信号ＲＳと第２位置信号Ｐｇとに応
答して車速信号Ｖに代わるバックアップ車速信号ＢＶを
出力するバックアップ信号発生部４２をさらに含んで成
っている。

故障検出部４１は、第１位置信号Ｐｃ及び第２位置信号
Ｐｇにも応答し、摩擦式クラッチ５が接続されており且
つ変速機７のギヤがニュートラル以外の位置に入ってい
る場合に、回転信号ＲＳの値とギヤ位置とにより計算さ
れる車速値と車速信号Ｖによって示される実車速値との
差が所定の範囲外にあれば車速センサ１７が故障である
と判別し、「Ｈ」レベルの検出信号ＤＳを出力する構成
である。一方、バックアップ信号発生部４２では、回転
信号ＲＳによって示されるカウンタシャフトの回転速度
と第２位置信号Ｐｇによって示されるその時のギヤ位置
とからその時の車速を計算し、その計算結果得られた車
速を示す信号がバックアップ車速信号ＢＶとして出力さ
れる。

車速信号Ｖとバックアップ車速信号ＢＶとは、検出信号
ＤＳに応答して切換え制御されるスイッチ１９に入力さ
れている。スイッチ１９は、車速センサ１７が正常に作
動していて検出信号ＤＳのレベルが「Ｌ」の場合には、
実線で示される状態に切換えられ、車速信号Ｖがスイッ
チ１９より取り出される。一方、車速センサ１７が正常
に作動しておらず検出信号ＤＳのレベルが「Ｈ」の場合
には、スイッチ１９は点線で示される状態に切換えら
れ、車速信号Ｖに代えてバックアップ車速信号ＢＶがス
イッチ１９より取り出される。

検出信号ＤＳは、また、オン／オフスイッチ２７にも制
御信号として供給されており、そのレベルが「Ｈ」とな
ったことに応答してオン／オフスイッチ２７が開かれる
構成となっている。

次に、第１図に示した内燃機関車輌装置１の動作につい
て説明する。

車速センサ１７が正常に動作している場合には、検出信
号ＤＳのレベルは「Ｌ」となっており、従って、車速信
号Ｖがスイッチ１９を介して変速制御ユニット１３及び
最適ギヤ位置演算部１４に供給されており、オン／オフ
スイッチ２７は閉じられている。したがって、セレクタ
１８の操作位置に応じて、スイッチ２０の固定接点２１
ｂ乃至２６ｂのうちの１つが必ずアース電位となり、セ
レクタ１８の全ての操作位置を検出しうる状態となって
いる。セレクタ位置検出部２８からは、セレクタ１８の
その時の操作位置を示すセレクタ信号ＳＥが出力され、
最適ギヤ位置演算部１４に入力される。この結果、内燃
機関車輌装置１における自動変速システムは、セレクタ
１８の操作に応じて、ニュートラル位置を含む所要のギ
ヤ位置に変速機７のギヤをシフトすることができる。

一方、何等かの理由で車速センサ１７に障害が生じたこ
とが故障検出部４１において検出されると、検出信号Ｄ
Ｓのレベルが「Ｈ」となり、スイッチ１９が点線で示さ
れる状態に切換えられるので、車速信号Ｖに代えてバッ
クアップ車速信号ＢＶが最適ギヤ位置演算部１４及び変
速制御ユニット１３に供給され、変速機７内のカウンタ
シャフトの回転速度に基づいて計算された車速に従う変
速制御が実行される。検出信号ＤＳのレベルが「Ｈ」と
なると、オン／オフスイッチ２７は開かれ、スイッチ２
０の固定接点２２ｂのレベルがアースレベルとなること
が禁止される。したがって、セレクタ１８をニュートラ
ル位置にセットしても、セレクタ位置検出部２８から
は、セレクタ１８をニュートラル位置にセットしたこと
を示す信号は出力されない。この結果、内燃機関車輌用
装置１における自動変速システムは、変速機７のギヤを
ニュートラル位置へシフトする操作を行なうことがな
い。すなわち、本実施例では、車速センサ１７が故障し
た場合には、これに応答してオン／オフスイッチ２７が
開かれることにより、変速機７がそのニュートラル位置
へギヤシフトされることが禁止されることになる。

このように、車速センナ１７が故障の場合には、変速機
７のギヤがニュートラル位置へシフトされることが禁止
されるため、回転センサ３０からの回転信号ＲＳは常に
車速に関連した信号として取り出されており、自動変速
システムのバックアップを常に可能な状態に維持するこ
とができる。

なお、上記実施例では、車速センサ１７に障害が発生し
たことに応じてオン／オフスイッチ２７を開くことによ
り変速機７がニュートラル位置にギヤシフトされるのを
禁止する構成としたが、本発明はこの実施例に限定され
るものではなく、例えば、検出信号ＤＳを最適ギヤ位置
演算部１４に入力し、検出信号ＤＳのレベルが「Ｈ」と
なっている期間中は目標ギヤ位置がニュートラル位置に
なることがないようにした構成でもよく、このような構
成は、演算マップの切換え、又は演算プログラムの修正
等の手段により実現可能なものである。

（効果） 本発明によれば、上述の如く、何等かの理由によって車
速センサから正常な信号を得ることができなくなった場
合に、変速機のギヤがニュートラル位置にシフトされな
いようにしたので、車速センサの故障に対するバックア
ップ動作をそのカウンタシャフトの回転に基づいて安定
に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明による車輌用自動変速装置を備えた内燃機
関車輌装置の一実施例を示すブロック図である。 ３……内燃機関、６……自動クラッチ装置、７……歯車
式変速機、１１……変速機アクチェータ、１２……ギヤ
位置センサ、１３……変速制御ユニット、１４……最適
ギヤ位置演算部、１７……車速センサ、１８……セレク
タ、ＢＳ……バックアップシステム、４１……故障検出
部、４２……バックアップ信号発生部、２０……スイッ
チ、２７……オン／オフスイッチ、３０……回転セン
サ、１９……切換スイッチ、Ｖ……車速信号、ＲＳ……
回転信号、ＢＶ……バックアップ車速信号、ＤＳ……検
出信号。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】歯車式変速機と、セレクタと、前記歯車式
   変速機の操作を行なうためのアクチェータと、前記歯車
   式変速機の設けられている車輌の速度を示す車速信号を
   出力する車速センサと、前記歯車式変速機のカウンタシ
   ャフトの回転速度を示す回転信号を出力する回転センサ
   とを有し、前記車速信号と前記セレクタの操作とに少な
   くとも応答して前記歯車式変速機のギヤ位置が所要の位
   置に位置決めされるよう前記アクチェータを制御すると
   共に前記車速センサに不具合が生じた場合には前記回転
   信号によってその制御のバックアップを行なうようにし
   た車輌用自動変速装置において、前記回転センサからの
   出力により変速制御のバックアップが行なわれているか
   否かを示す検出信号を出力する手段と、該検出信号に応
   答して該検出信号によって前記回転センサからの出力に
   よるバックアップが行なわれていることが示されている
   場合に前記歯車式変速機がニュートラル位置に変速され
   るのを防止する手段とを備えたことを特徴とする車輌用
   自動変速装置。